基于免疫优势的克隆选择聚类算法.pdf

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1、第４期电子学报Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．４２０１０年４月ＡＣＴＡＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＡＳＩＮＩＣＡＡｐｒ．２０１０基于免疫优势的克隆选择聚类算法刘若辰１，沈正春１，贾建２，焦李成１（１．西安电子科技大学智能信息处理研究所智能感知与图像理解教育部重点实验室，陕西西安７１００７１；２．西北大学数学系，陕西西安７１００６９）摘要：基于克隆选择原理和免疫优势理论，本文提出一种新的基于免疫优势的克隆选择聚类算法（ＩｍｍｕｎｏｄｏｍａｉｎｃｅｂａｓｅｄＣｌｏｎａｌＳｅｌｅｃｔｉｏｎＣｌｕｓｔｅｒｉｎｇＡｌｇｏｒｉｔｈｍ，ＩＤＣＳＣＡ），该算法通过在经典的克隆选择算法框架中，引入基

2、于免疫优势理论的免疫优势算子实现了在线自适应动态获得先验知识和个体间的信息共享．新算法首先通过对群体中若干最优抗体的分析，提取免疫优势，然后将其推广到整个抗体群，通过在进化过程中利用积累的先验知识，在保证抗体种群多样性的基础上加快收敛速度．采用个５个数据集对算法性能进行了测试，与模糊Ｃ均值算法（ＦｕｚｚｙＣｍｅａｎｓ，ＦＣＭ）、基于遗传算法的模糊聚类算法（ＧｅｎｅｔｉｃＡｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄＦｕｚｚｙＣｍｅａｎｓ，ＧＡＦＣＭ）以及基于克隆选择的模糊聚类算法（ＣｌｏｎａｌＳｅｌｅｃｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄＦｕｚｚｙＣｍｅａｎｓ，ＣＳＡＦＣＭ

3、）比较，结果表明ＩＤＣＳＣＡ能有效避免聚类中心迭代过程中陷入局部最优点的问题，而且聚类性能更稳定．关键词：免疫克隆；遗传算法；免疫优势；聚类中图分类号：ＴＰ１８文献标识码：Ａ文章编号：０３７２２１１２（２０１０）０４０９６００６ＩｍｍｕｎｏｄｏｍａｉｎｃｅＢａｓｅｄＣｌｏｎａｌＳｅｌｅｃｔｉｏｎＣｌｕｓｔｅｒｉｎｇＡｌｇｏｒｉｔｈｍ１，ＳＨＥＮＺｈｅｎｇｃｈｕｎ１，ＪＩＡＪｉａｎ２，ＪＩＡＯＬｉｃｈｅｎｇ１ＬＩＵＲｕｏｃｈｅｎ（１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＰｅｒｃｅｐｔｉｏｎａｎｄＩｍａｇｅＵｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｏｆＭ

4、ｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ，ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＸｉｄｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ７１００７１，Ｃｈｉｎａ；２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓ，ＮｏｒｔｈＷｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ７１００６９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｃｌｏｎａｌｓｅｌｅｃｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｔｈｅｉｍｍｕｎｏｄｏｍｉｎａｎｃｅｔｈｅｏｒｙ，ａｎｅｗｉｍｍｕｎｅｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍ，Ｉ

5、ｍｍｕｎｏｄｏｍａｉｎｃｅｂａｓｅｄＣｌｏｎａｌＳｅｌｅｃｔｉｏｎＣｌｕｓｔｅｒｉｎｇＡｌｇｏｒｉｔｈｍ（ＩＤＣＳＣＡ）ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ａｎｉｍｍｕｎｏｄｏｍａｉｎｃｅｏｐｅｒａｔｏｒｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｔｈｅｃｌｏｎａｌｓｅｌｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｗｈｉｃｈｃａｎｒｅａｌｉｚｅｏｎｌｉｎｅｇａｉｎｉｎｇｐｒｉｏｒｉｋｎｏｗｌｅｄｇｅａｎｄｓｈａｒｉｎｇｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｍｏｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｇｅｎｅｏｆｅｌｉｔｅｓｉｎａｎｔｉｂｏｄｙｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ

6、ｃａｎｂｅｅｘｔｒａｃｔｅｄａｎｄｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｔｏｏｒｄｉｎａｒｙａｎｔｉｂｏｄｉｅｓ，ｂｙｔｈｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｗｈｏｌｅａｎｔｉｂｏｄｙｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｅｖｏｌｖｅｓ．ＴｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄｈａｓｂｅｅｎｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈＦｕｚｚｙＣｍｅａｎｓ（ＦＣＭ），ＧｅｎｅｔｉｃＡｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄＦＣＭ（ＧＡＦＣＭ）ａｎｄＣｌｏｎａｌＳｅｌｅｃｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄＦＣＭ（ＣＳＡＦＣＭ）ｏｖｅｒａｔｅｓｔｓｕｉｔｏｆｓｅｖｅｒａｌｒｅａｌｌｉｆｅｄａｔａｓｅｔｓａｎｄｓｙ

7、ｎｔｈｅｔｉｃｄａｔａｓｅｔｓ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈｅｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｙｏｆｔｈｅＩＤＣＳＣＡｏｖｅｒＦＣＭ，ＧＡＦＣＭａｎｄＣＳＡＦＣＭｏｎｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｉｔｓａｂｉｌｉｔｙｔｏａｖｏｉｄｔｒａｐｐｉｎｇｉｎｌｏｃａｌｏｐｔｉｍｕｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｌｏｎｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎ；ｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｉｍｍｕｎｏｄｏｍｉｎａｎｃｅ；ｆｕｚｚｙｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ然计算引入了聚类研究领域，提出了一系列基于自然计１引言［１～１０］［１～５］算的聚类算法，如基于遗传算

8、法的聚类方法，聚类分析是